クモは生物学者に、生物多様性モニタリングのために浮遊 DNA を捕捉するための人工の巣を作成するよう促す

生物多様性の減少という世界的な危機は、生態系の変化を監視する現在の能力に挑戦を与えています。

環境 DNA (eDNA) は一般的な手法となっています。これには、環境からサンプルを採取し、DNA を抽出して、現在存在する (または最近存在した) 種を記録することが含まれます。

スーパーマーケットでバーコードと商品の価格を照合するのと同じように、eDNA データは参照データベース内の対応する識別レコードと照合されます。

しかし、ほとんどの eDNA サンプリングは水中で行われ、分析のために DNA 断片を保持するフィルターに数リットルの液体を通過させます。この方法は淡水魚や海洋生物には非常にうまく機能しますが、陸上ではあまりうまくいきません。

空中 DNA (airDNA) は、まだ広範な商業用途には最適化されていないものの、陸上の生物多様性の信号を捕捉するのに大きな期待が寄せられている新しい方法です。

研究者たちは、天然のクモの巣を DNA 収集に使用できるかどうかという問題を研究してきましたが、私たちの研究はこれをさらに一歩進めました。

ちょっとしたハロウィーンの装飾からインスピレーションを得て、空気中の DNA を捕捉する点で本物と同じくらい優れているかどうかを確認するために、人工のクモの巣をデザインしました。私たちのデータは、人工クモの巣が陸上に生息する種の検出において本物のクモの巣と同様に機能したことを示しています。

DNA捕捉の歴史

eDNA は、生物多様性の変化を監視し、新種を検出し、修復または根絶プロジェクトの成功を評価するために使用されています。これは使いやすく、安価で非侵襲的であり、現在、市民科学者、コミュニティ グループ、マナ フェヌアによって導入されています。

しかし、哺乳類、鳥類、コウモリ、爬虫類、昆虫など、主に陸上に生息する種は、この方法ではあまり検出されません。

ハンティンドンシャー (英国) の動物園で真空空気中の浮遊 DNA を分析する方法の可能性を示した最初の研究の 1 つ。それは、白黒キツネザル、ホエザル、ナマケモノ、トラを含む17の陸上生息種と、その食料、その他の哺乳類や鳥類からDNAを検出した。

これは、不活性バイオフィルター上への空気の沈降に依存する、より安価で受動的な airDNA 収集方法の使用を含む、さらなる研究を刺激しました。最近の研究では、天然のクモの巣が環境から脊椎動物の DNA の痕跡を捕捉する新しい方法を提供する可能性があるかどうかが調査されました。

この研究は研究者たちの間で興奮を引き起こし、クモ自身や最近の獲物に由来する DNA とともにエアロゾル DNA も提供するクモの巣の可能性にすぐに気づきました。

私たちは同僚たちと共通の興奮を共有しましたが、この方法がクモに広く使用されることによる潜在的な悪影響について疑問を抱かずにはいられませんでした。クモはすでに悪い報道を受けていますが、自然界の害虫や病気の防除剤として生態系において重要な役割を果たしています。彼らは世界中で年間約8億トンの昆虫を食べています。

また、天然のウェブを使用すると、そのサイズや形状、長さ、配置される場所が偶然に左右されるため、堅牢性が低くなります。

人工網はどのように機能するのでしょうか?

水の eDNA 手法と比較して、私たちの研究では両方のタイプのクモの巣から陸域群集の明確な特徴が明らかになりました。しかし、それらはまた、おそらく浮遊真菌の胞子を捕捉することにより、真菌を捕捉するための優れたバイオフィルターでもありました。

水の eDNA と比較した両方のタイプの網から描かれた生態系の図も、これらの方法が補完的である可能性が高く、陸上および水生生態系の両方で種のより完全なカタログを取得できることを示しています。

これは素晴らしいニュースです。人工クモの巣は簡単かつ安価に構築でき、DNA 収集の場所、頻度、期間をより適切に制御でき、すべて自然へのコストを削減できます。

ここからどこへ行くのですか？さらに改良が進められています。未解決の疑問としては、生物多様性を十分に捕捉するために人工クモの巣は何本必要なのか、これらのクモの巣は風が強いまたは湿った状態で性能が良くなるのか悪くなるのか、ハロウィーンの装飾以外の材料でさらに優れた人工クモの巣が得られるのかなどが挙げられます。

私たちがそのような疑問を探求し続けるにつれて、おそらく自然の織り手は、生物多様性を測定するためのさらに優れた生体力学的ソリューションを考案するのに役立つさらなるインスピレーションを提供してくれるでしょう。

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